условие

2log2⁡(−x)<log2⁡x2−3

шаг 1.Область допустимых значений

Аргументы обоих логарифмов положительны, подкоренное выражение слева неотрицательно.

ОДЗ
{−x>0x2>0log2⁡(−x)≥0
log2⁡(−x)≥0
log2⁡(−x)≥log2⁡1
−x≥1
x≤−1
{x<0x≠0x≤−1⟺x≤−1

Второй логарифм требует √(x²) > 0, то есть x ≠ 0. Оба первых условия поглощаются более сильным x ≤ −1.

шаг 2.Упрощаем правую часть

Корень из квадрата равен модулю, а на ОДЗ переменная отрицательна, поэтому |x| = −x. Оба логарифма оказываются одинаковыми.

x2=|x|=−x
log2⁡x2=log2⁡(−x)
2log2⁡(−x)<log2⁡(−x)−3

Формула √(a²) = |a|. Минус перед x берётся из ОДЗ: при x ≤ −1 модуль раскрывается со сменой знака.

шаг 3.Делаем замену

Логарифм log₂(−x) встречается дважды — обозначим его буквой t. Из ОДЗ следует t ≥ 0.

t=log2⁡(−x),t≥0
2t<t−3

шаг 4.Решаем неравенство в t

Левая часть неотрицательна, поэтому правая обязана быть строго положительной. При t > 3 обе части положительны, и возведение в квадрат равносильно.

t−3>0⟺t>3
4t<(t−3)2
4t<t2−6t+9
t2−10t+9>0
(t−1)(t−9)>0
+−+неравенство19
−∞
+∞
t
условие3
−∞
+∞
t
пересечение9
−∞
+∞
t

По теореме Виета для t² − 10t + 9 сумма корней должна равняться 10, произведение — 9. Подбираем 1 и 9 — оба сходятся. Пробная точка t = 0: (0 − 1)(0 − 9) = (−1)·(−9) = 9 > 0 — знак «+» на левом интервале, чередование «+, −, +». Обе точки выколоты (строгое >). Условие t > 3 целиком отсекает интервал (−∞; 1); условие ОДЗ t ≥ 0 после этого выполняется автоматически.

шаг 5.Обратная замена

Подставляем t = log₂(−x). Основание 2 > 1, логарифм возрастаетЛогарифм и знак неравенства
Функция y=loga⁡x монотонна при x>0. При a > 1 возрастает, при 0 < a < 1 убывает.
Снятие логарифма (обе части — логарифмы одного основания):
· при a > 1: loga⁡A≶loga⁡B⟺A≶B (знак сохраняется).
· при 0 < a < 1: знак переворачивается, loga⁡A≤loga⁡B⟺A≥B.
Число c превращаем в логарифм того же основания: c=loga⁡ac — тогда сравниваем аргументы (не забывая A>0).
— знак неравенства сохраняется.
log2⁡(−x)>9
log2⁡(−x)>log2⁡29
−x>512
x<−512
ответ512−
−∞
+∞
x

2⁹ = 512. При умножении неравенства −x > 512 на −1 знак переворачивается: x < −512. Вся полупрямая лежит в ОДЗ x ≤ −1, поэтому ничего не отсекается.

ответ

x∈(−∞;−512)